A lézerhegesztéshez kötődő kilátások az autóiparban 1. rész

A Rezisztens ponthegesztés az autóiparban

Az autókarosszériák gyártásánál az egyik legfontosabb és legelterjedtebb módszer a rezisztens ponthegesztés. Egy személyautó esetében ez több ezer pontot is jelent, ami rávilágít az eszköz nélkülözhetetlenségére. Már évtizedekkel korábban is kimutatták, hogy a karosszéria ellenállóképessége vagyis biztonságossága egy ütközés esetén nagyban függ a ponthegesztések integritásától. Az egyes pontok dinamikusan továbbítják a fellépő toló és húzó erőket, valamint karambol esetén a szakadást is, tehát befolyásolja, a zaj mellett, a jármű vibrációját és keménységét is.

Ponthegesztés robotikus rendszerben

A rezisztens ponthegesztés szignifikanciája az autóiparban eredeztethető a módszer egyszerűségéből és könnyű implementálhatóságából a robotikus rendszerekbe. Ezen felül a nagy volumenű, alacsony egységköltségű (jellemzően automatizált) termeléshez is remekül passzol ez az eljárás. Ezek a paraméterek az autóipart jobban jellemzik, mint bármelyik másik nehézipari ágazatot (második helyen az elektronikai ipar átt). Viszont, ahogy a szektor fejlődött, új anyagok kerültek használatba és új dizájnra lett igény, így a rezisztens ponthegesztés kiment a „divatból”. Ezt a tendenciát példázza egy, a galvanizált acéllemezek feldolgozásáról szóló tanulmány.

A galvanizált acéllemezek rezisztens ponthegesztése

A galvanizált acéllemezek rezisztens ponthegesztéssel való megmunkálása magas fenntartási költségeket eredményez az elektródák számára, mivel hosszú idő szükséges a hegesztéshez és a cink bevonat rátapad az elektródákra. Egy kísérlet alapján, az elektródák átmérőjének növelése, axiálisan és radiálisan egyaránt, gyorsabbá teszi a cink bevonatú DP600-as acél hegesztését, mint a nem-galvanizált acélét. Az elektróda 1,9 mm-rel nőtt 1200 darab 0,8 mm vastag DP600-as hegesztése után, míg bevonat nélküli acél esetén, az elektróda átmerője csak 0,52 mm-rel növekedett meg 1500 hegesztés után. A galvanizált acél rezisztens ponthegesztéssel történő megmunkálási nehézségeinek ellenére, a váltás elkerülhetetlen volt, mivel a cink bevonat szuper ellenállást kölcsönöz a korrózió ellen, bizonyos mérések szerint, akár 12 éves időtartamra.

Galvinizált acél helyetesítése könnyű anyagokkal

Más érvek is szóltak a galvanizált acél mellett, mégpedig a könnyű anyagok népszerűvé válása az autóiparban. Az össztömeg csökkentése egy logikus és kézenfekvő módja a káros anyag kibocsátás és üzemanyag-fogyasztás csökkentése érdekében, miközben a teljesítmény nem csökken. Potenciális helyettesítőnek ígérkezett az alumínium a jó erősség-súly aránya miatt. Húsz évvel ezelőtt, az Audi képes volt 40%-kal (!) csökkenteni az A8-as összetömegét azáltal, hogy alumínium-intenzív karosszériát állított össze. Az alumínium ellenállását bizonyítja, hogy a Ford a platós F-150-es modelljéhez is alumíniumot használt. Az alumínium megmunkálása rezisztens ponthegesztéssel viszont egyáltalán nem tűnt járható útnak, mert a hegesztők csúcsa még a galvanizált acél eseténél is rosszabbul bírta a kiképzést. Az alumínium hegesztése háromszor nagyobb elektromosságot igényel, ami körülbelül tizedére csökkenti az elektródák élettartamát. Következményként megindult a kutatás egy alternatív összeillesztő módszer feltalálásáért.

www.sciencedirect.com